Besparing hybride warmtepomp met maatwerkadvies

Vorig jaar heeft Stichting W/E Adviseurs een rapport uitgegeven “Besparing hybride warmtepomp met maatwerkadvies”. Dit bespreekt de inzichten van de energiebesparing door een hybride verwarmingssysteem vergeleken met een HR-ketel. Naast deze vergelijking wordt ook gekeken naar het effect van hybride verwarmingssystemen op de energieprestatie. Een hybride warmtepomp is een veelgebruikte maatregel in een maatwerkadvies en deze studie helpt om het effect hiervan beter te kunnen duiden.

Het doel van het onderzoek is om “inzicht te verkrijgen in de berekende (theoretische) energiebesparing door het installeren van een hybride verwarmingssysteem ten opzichte van een HR-ketel en de waarde van de energieprestatie EHS. Aanvullend is ook in beeld gebracht wat het effect is van hybride systemen op de energieprestatie van de woningen.”

Uitgangssituatie

De bewonersprofielen, parameters en rekenmethode van het maatwerkadvies worden in dit onderzoek gebruikt om de effecten van de energiebesparing aan te geven. Daarbij is de studie uitgevoerd met 51 woningen, voorzien van een HR-ketel of een hybride verwarmingssysteem. Hierin wordt gebruik gemaakt van vijf bewonersprofielen: Zeer energiebewust (ZEB), Energiebewust (EB), Gemiddeld (GEM), Niet energiebewust (NEB) en Zeer niet energiebewust (ZNEB). Naast de vijf bewonersprofielen is er ook een referentieberekening gemaakt met defaultwaarden vanuit de NTA8800.

Binnen de studie worden de resultaten van twee verwarmingsinstallaties vergeleken:

• HR-ketel:
  • Mono aardgasgestookte CV-ketel
  • Wateraanvoertemperatuur van 75/65 graden
  • Radiatoren
  • Vermogen van 20 kW
  • Opwekrendement van 95%
• Hybride verwarmingssysteem:
  • Elektrische warmtepomp i.c.m. aardgasgestookte ketel
  • Wateraanvoertemperatuur van 60/50 graden
  • Radiatoren
  • Vermogen HR-ketel is 20 kW, opwekrendement 95%
  • Warmtepomp heeft een SCOP van 3,8
    • Warmtedekkingsgraad van 70%

Het overzicht van alle invoerparameters per bewonersprofiel en de defaultwaarden uit de NTA 8800 is terug te vinden in tabel 2 op bladzijde 8 van het pdf-bestand.

Resultaten

De resultaten bieden inzicht in de energiebesparing (gas- en elektra) en de invloed op het primair fossiel energiegebruik (EP2), die wordt bereikt als het hybride verwarmingssysteem de HR-ketel vervangt.

Warmtebehoefte

Om de resultaten te kunnen plaatsen, is er eerst gekeken naar de warmtebehoefte voor de verschillende bewonersprofielen in de verschillende type woningen. De warmtebehoefte is van invloed op de uiteindelijke besparing: hoe hoger de behoefte hoe meer er ook bespaard kan worden. Volgens de studie is het verschil in warmtebehoefte tussen bewonersprofiel ZEB en ZNEB een factor 2 à 2,5. De warmtebehoefte van het NTA-profiel is zelfs een factor 2 hoger dan het gemiddelde bewonersprofiel uit het maatwerkadvies.

Verder zegt de studie het volgende “Na verdere analyse van de invloed van de maatwerkadvies invoerparameters blijken de correctiefactoren voor ventilatie (infiltratie, systeemgerelateerde ventilatie, spuiventilatie) samen de grootste invloed te hebben op de resultaten, waardoor zelfs de resultaten van niet-energiebewuste bewonersprofielen gunstiger uitvallen dan de berekeningen ‘zonder MWA’, ondanks de hogere binnentemperaturen.”

Primair fossiel energiegebruik

Tabel 4 geeft de resultaten weer van de gemiddelde EP2_MWA per bewonersprofiel voor de HR-ketel en het hybride verwarmingssysteem. De EP2_MWA wordt op dezelfde manier berekend als de EP2 uit de NTA8800, maar met andere invoerparameters (afkomstig uit het maatwerkadvies).

In de tabel zie je ook duidelijk de invloed van het bewonersprofiel op de gemiddelde EP2_MWA. Zo ligt het gemiddelde energiegebruik van bewonersprofiel ZEB twee keer zo laag als ZNEB. Ook zie je dat het ZNEB-bewonersprofiel qua energiegebruik zelfs nog lager ligt dan de defaultwaarden uit de NTA 8800.

Aandeel hernieuwbare energie

Het aandeel hernieuwbare energie wordt uitgedrukt in EP3_MWA (afwijkende invoerparameters t.o.v. NTA8800), tabel 6 laat de gemiddelde EP3_MWA zien. Zonnepanelen zijn buiten de berekening gelaten, dus de EP3_MWA voor de HR-ketel is 0%.

De maatwerkparameters zorgen bij ZEB en EB profielen voor een verhoging van het aandeel hernieuwbare energie. De reden daarvoor is dat de ZEB en EB profielen een lagere warmtevraag hebben, waardoor de warmtepomp in verhouding een groter deel van de warmtevraag kan dekken.

Energiegebruiken

Hoofdstuk 3.4 gaat nog verder in op de energiegebruiken voor verwarming. Hierbij wordt gekeken naar de bewonersprofielen, het specifieke verwarmingssysteem en onderscheid gemaakt tussen gasverbruik en elektriciteitsverbruik.

De studie zegt het volgende over deze energiegebruiken: “Bij de energiebewuste profielen wordt een aanzienlijk lager gasgebruik berekend dan bij de minder energiebewuste profielen. De verklaring hiervoor zit in de warmtedekkingsgraad van de installaties bij de gebruikersprofielen. Het vermogen van de hybride warmtepomp is afgestemd op een warmtedekkingsgraad van 70% bij de berekeningen met gemiddeld bewonersprofiel. De energiebewuste bewonersprofielen hebben een veel lagere warmtebehoefte, wat resulteert in een hogere warmtedekkingsgraad van de warmtepomp (zie Tabel 13), terwijl de niet-energiebewuste profielen juist zorgen voor een lagere warmtedekkingsgraad. Bij de ZEB-profielen is de warmtepomp goed voor 90-95% van de warmtevraag, er resteert dus nog maar 5-10% van het initiële gasgebruik.”

Energieprestatie technisch bouwsysteem EHS;MWA

In hoofdstuk 3.5 wordt gesproken over de waarden voor de energieprestatie van het verwarmingssysteem (E_HS;MWA, met afwijkende invoerparameters). De energieprestaties zijn bepaald per bewonersprofiel en per verwarmingssysteem, de uitkomsten hiervan vind je in tabel 14 en 15.

Hierover zegt de studie het volgende: “Bij zowel de woningen met mono HR-ketel als met het hybride systeem zien we dat de prestatie E_HS;MWA van de HR-ketel bij het gemiddelde bewonersprofiel 7-8% lager ligt (beter) dan bij de NTA default berekeningen. Bij de mono HR-ketel zien we vervolgens nauwelijks verandering tussen de meest en minst energiebewuste profielen. Bij een hybride systeem is wel een groot verschil te zien, omdat bij het hybride systeem de prestatie wordt bepaald door de verhouding van de prestatie van de twee toestellen. Bij een hogere warmtedekkingsgraad van de warmtepomp wordt de prestatie E_HS;MWA lager (beter).”

Conclusie uit onderzoek

De studie laat zien wat de effecten zijn van het plaatsen van een HR-ketel en een hybride verwarmingssysteem.

Door de bewonersprofielen uit het maatwerkadvies toe te passen zie je dat gebruikersgedrag een grote invloed heeft op de warmtebehoefte van de woningen en daarmee ook het effect van het plaatsen van een hybride warmtepomp. Door de lagere warmtebehoefte van een zuinig profiel, kan de warmtepomp in een hybride situatie een groter aandeel van de warmte voorzien, wat resulteert in een grotere besparing.

In een vervolgstudie zou het maatwerkadvies ook gebruikt kunnen worden om de terugverdientijd van een hybride verwarmingssysteem te berekenen, om zo een vollediger beeld te krijgen van de gebruiken en de kosten.